JPH074777B2 - Three-dimensional movement mechanism - Google Patents

Three-dimensional movement mechanism

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JPH074777B2
JPH074777B2 JP1245162A JP24516289A JPH074777B2 JP H074777 B2 JPH074777 B2 JP H074777B2 JP 1245162 A JP1245162 A JP 1245162A JP 24516289 A JP24516289 A JP 24516289A JP H074777 B2 JPH074777 B2 JP H074777B2
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Japan
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leg
support rod
base body
wall surface
actuators
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茂男 広瀬
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新技術事業団
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、3次元空間内で任意に位置決めすることので
きる3次元運動機構に関するもので、特に、壁面歩行ロ
ボットの脚機構や重力方向に設置されるマニピュレータ
の腕機構等に適した3次元運動機構に関するものであ
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a three-dimensional motion mechanism that can be arbitrarily positioned in a three-dimensional space, and particularly to a leg mechanism of a wall-walking robot and a gravity direction. The present invention relates to a three-dimensional movement mechanism suitable for an arm mechanism of a manipulator installed.

(従来の技術) ビルや石油タンクのような大形建造物の壁面の点検や清
掃等を行う場合には、その壁面に沿って移動させること
のできる壁面移動装置が用いられる。そのような壁面移
動装置には種々のものがあり、壁面に吸着しながら移動
する壁面吸着移動機械も、これまでにいくつか提案され
ている。その主なものとしては、負圧吸着や磁気吸着を
行う壁面吸着ユニットを複数個用い、交互に吸着脱離を
繰り返しながら胴体をスライドさせることにより移動す
るもの、あるいは吸着車輪の回転により壁面に吸着しな
がら移動するもの等が挙げられる。
(Prior Art) When inspecting or cleaning a wall surface of a large building such as a building or an oil tank, a wall surface moving device that can move along the wall surface is used. There are various types of wall surface moving devices, and some wall surface suction moving machines that move while suctioning on a wall surface have been proposed so far. The main ones are those that use a plurality of wall adsorption units that perform negative pressure adsorption or magnetic adsorption, and move by sliding the body while repeating adsorption and desorption alternately, or adsorption on the wall by the rotation of adsorption wheels. While moving, etc.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、そのような壁面吸着移動機械では、平坦
な垂直壁面や円筒面あるいは球面状などの壁面での移動
は可能としても、ビルのコーナー部を横切っての移動や
大きな突起のある壁面での移動、あるいは壁から天井へ
の移動というような、多様な壁面での移動を達成するこ
とはできない。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in such a wall suction moving machine, even if it is possible to move on a flat vertical wall surface, a cylindrical surface, or a spherical wall surface, it is possible to move across a corner of a building. It is not possible to achieve movements on various wall surfaces such as movements on walls with large projections or movements from the wall to the ceiling.

そのような多様な壁面にも対応することができるように
するために、胴体に複数組の脚機構を取り付けた歩行ロ
ボットとすることが考えられる。その場合、その脚機構
には、3次元運動をさせることが必要となる。すなわ
ち、少なくとも3自由度を持たせることが必要となる。
In order to be able to deal with such various wall surfaces, it is considered that the walking robot has a plurality of sets of leg mechanisms attached to the body. In that case, the leg mechanism is required to have a three-dimensional motion. That is, it is necessary to have at least three degrees of freedom.

そのように3自由度を有する運動機構としては、例えば
直交する3組のアクチュエータを用いた3軸直交座標型
の機構がある。しかしながら、壁面を垂直に上昇するよ
うな動作を基本とする壁面歩行ロボットの場合には、重
力方向に大きな負荷がかかるので、3軸直交座標型の脚
機構を用いたものでは、重力方向のアクチュエータの出
力を特に大きくすることが必要となる。しかも、姿勢に
よっては他のアクチュエータにも大きな負荷がかかるの
で、それらのアクチュエータの出力も大きくしておかな
ければならない。したがって、各アクチュエータがいず
れも大形のものとなり、脚機構自体が極めて重くなって
しまう。
As a motion mechanism having such three degrees of freedom, there is, for example, a three-axis orthogonal coordinate type mechanism using three sets of orthogonal actuators. However, in the case of a wall-walking robot that basically moves up a wall, a large load is applied in the direction of gravity. Therefore, when using a three-axis Cartesian coordinate type leg mechanism, an actuator in the direction of gravity is used. It is necessary to increase the output of. Moreover, depending on the posture, a large load is also applied to other actuators, so that the output of those actuators must also be increased. Therefore, each actuator becomes large and the leg mechanism itself becomes extremely heavy.

また、関節型の3自由度運動機構もあるが、そのような
機構を壁面歩行ロボットの脚機構に用いた場合には、直
列に配置される各関節に大きなトルクを発生させること
が必要となる。したがって、やはり脚機構の重量が増大
してしまう。
There is also a joint type three-degree-of-freedom motion mechanism, but when such a mechanism is used as a leg mechanism of a wall-walking robot, it is necessary to generate a large torque at each joint arranged in series. . Therefore, the weight of the leg mechanism also increases.

このように、壁面歩行ロボットは壁面を垂直に上昇する
ような動作を基本とするので、自重をできるだけ軽く
し、しかも脚出力は大きくしなければならない。そのた
めに、従来の3自由度運動機構、すなわち3次元運動機
構では、壁面歩行ロボットの脚機構としての実現性は低
いものとなっていた。
As described above, since the wall-walking robot basically moves vertically up the wall, it is necessary to reduce its own weight and increase the leg output. Therefore, the conventional three-degree-of-freedom motion mechanism, that is, the three-dimensional motion mechanism has a low feasibility as a leg mechanism of a wall-walking robot.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、壁面歩行ロボットの脚機構などに適し
た3次元運動機構を得ることである。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to obtain a three-dimensional motion mechanism suitable for a leg mechanism of a wall-walking robot.

すなわち、本発明の目的は、軽量で、しかも高い出力を
発生し得る3次元運動機構を得ることである。
That is, an object of the present invention is to obtain a three-dimensional motion mechanism that is lightweight and can generate high output.

(課題を解決するための手段) この目的を達成するために、本発明では、3本の伸縮ア
クチュエータを並列に使用する並列リンク系によって3
次元運動機構を構成するようにしている。3本の伸縮ア
クチュエータは、互いに平行ないしは小角度をなすよう
に配置される。そして、その基端が基体の異なる3点に
それぞれ回動自在に連結され、その先端が自由端フレー
ムの異なる3点にそれぞれ回動自在に連結される。自由
端フレームは、基体にユニバーサルジョイントを介して
連結される支持ロッドに嵌合され、その軸線のまわりの
回転は不能であるが軸線方向には摺動自在に支持され
る。その自由端フレームには、壁面吸着ユニット等の効
果器ユニットが取り付けられている。
(Means for Solving the Problem) In order to achieve this object, according to the present invention, a parallel link system in which three telescopic actuators are used in parallel is used.
The dimensional movement mechanism is configured. The three telescopic actuators are arranged parallel to each other or at a small angle. The base end is rotatably connected to three different points on the base body, and the tip end is rotatably connected to three different points on the free end frame. The free end frame is fitted to a support rod connected to the base body via a universal joint, and is not rotatable about its axis but is slidably supported in the axial direction. An effector unit such as a wall suction unit is attached to the free end frame.

(作用) このように構成することにより、3本のアクチュエータ
をそれぞれ作動させ、その長さを変えると、自由端フレ
ームの3次元位置が変化する。その場合、自由端フレー
ムは支持ロッドに嵌合され、軸線方向の摺動のみが許容
されるようにされているので、その姿勢は一義的に定め
られる。したがって、3本のアクチュエータの長さを適
宜設定すれば、自由端フレームに取り付けられている効
果器ユニットを3次元空間内の所望の位置に位置させる
ことができる。
(Operation) With this configuration, when the three actuators are respectively activated and the lengths thereof are changed, the three-dimensional position of the free end frame changes. In that case, the free-end frame is fitted to the support rod and is allowed to slide only in the axial direction, so that its posture is uniquely determined. Therefore, by appropriately setting the lengths of the three actuators, it is possible to position the effector unit attached to the free end frame at a desired position in the three-dimensional space.

その場合、通常の運動姿勢では3本のアクチュエータが
できるだけ重力方向に沿って配置されるようにする。そ
のようにすると、その運動機構に作用する荷重はそれら
3本のアクチュエータによってほぼ均等に分担されるこ
とになる。しかも、運動機構に加わる曲げモーメント
は、自由端フレームが摺動自在に嵌合されている支持ロ
ッドによって支持される。したがって、十分な運動の自
由度を与えながら、各アクチュエータを小出力のものと
することができ、運動機構全体を軽量化することができ
る。
In that case, the three actuators are arranged along the direction of gravity as much as possible in the normal movement posture. By doing so, the load acting on the movement mechanism is almost evenly shared by the three actuators. Moreover, the bending moment applied to the motion mechanism is supported by the support rods into which the free end frames are slidably fitted. Therefore, each actuator can be made to have a small output while giving a sufficient degree of freedom of movement, and the weight of the entire movement mechanism can be reduced.

(実施例) 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。(Examples) Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図中、第1,2図は本発明による3次元運動機構を脚機構
として用いた壁面歩行ロボットの一実施例を示す概略正
面図及び側面図であり、第3,4図はそのロボットの脚機
構の斜視図及び縦断側面図である。
In the drawings, FIGS. 1 and 2 are a schematic front view and a side view showing an embodiment of a wall-walking robot using a three-dimensional motion mechanism according to the present invention as a leg mechanism, and FIGS. 3 and 4 are legs of the robot. It is a perspective view and a vertical side view of a mechanism.

第1,2図に示されているように、この壁面歩行ロボット
1は、基体としての胴体2と、その胴体2に取り付けら
れる4組の脚機構3,3,…とからなっている。各脚機構3
の先端には、壁面4に吸着させるための効果器ユニット
である壁面吸着ユニット5が取り付けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the wall-walking robot 1 includes a body 2 as a base body and four sets of leg mechanisms 3, 3, ... Attached to the body 2. Each leg mechanism 3
A wall surface adsorption unit 5, which is an effector unit for adsorbing to the wall surface 4, is attached to the tip of the.

第3,4図から明らかなように、脚機構3は、3本の伸縮
アクチュエータ6,6,6を備えている。各アクチュエータ
6はモータ7によって駆動されるボールねじ式のもの
で、それぞれ独立して長さが変えられるようになってい
る。これら3本のアクチュエータ6,6,6の基端は、胴体
2の一直線上にない3点においてそれぞれボールジョイ
ント8あるいはユニバーサルジョイントを介して胴体2
に回動自在に連結されている。また、その先端は、一直
線上にない3点においてそれぞれボールジョイント9あ
るいはユニバーサルジョイントを介して自由端フレー
ム、すなわち脚フレーム10に回動自在に連結されてい
る。しかも、これらのアクチュエータ6,6,6は、互いに
平行ないしは小角度をなすように配置されている。
As is clear from FIGS. 3 and 4, the leg mechanism 3 includes three telescopic actuators 6, 6, 6. Each actuator 6 is a ball screw type driven by a motor 7, and its length can be changed independently. The base ends of these three actuators 6, 6, 6 are respectively provided at three points which are not on a straight line of the body 2 via a ball joint 8 or a universal joint.
Is rotatably connected to. Further, the tip end thereof is rotatably connected to a free end frame, that is, a leg frame 10 via ball joints 9 or universal joints at three points which are not on a straight line. Moreover, these actuators 6, 6, 6 are arranged parallel to each other or at a small angle.

脚フレーム10にはスプライン軸11が固着されている。一
方、胴体2には、支持ロッド12の基端がユニバーサルジ
ョイント13を介して回動自在に支持されている。そし
て、その支持ロッド12と脚フレーム10のスプライン軸11
とがスプライン嵌合されている。こうして、脚フレーム
10は、支持ロッド12の軸線のまわりには回転不能である
がその軸線方向には摺動自在となるように支持されてい
る。
A spline shaft 11 is fixed to the leg frame 10. On the other hand, a base end of a support rod 12 is rotatably supported on the body 2 via a universal joint 13. Then, the support rod 12 and the spline shaft 11 of the leg frame 10
And are splined together. Thus, the leg frame
Although not rotatable about the axis of the support rod 12, 10 is supported so as to be slidable in the axial direction.

壁面吸着ユニット5は、支持アーム14とその先端に取り
付けられる吸着盤15とを備えている。吸着盤15は、磁力
あるいは負圧によって壁面4に吸着するもので、第5図
に示されているように、アーム14の先端に設けられるキ
ャップ状の支持力発生部材14aによりゴム等の弾性体16
を介して支持されている。支持力発生部材14aの周辺部
には硬質ゴム等の摩擦部材14bが取り付けられており、
吸着盤15が壁面4に吸着し、しかも壁面4に対して剪断
的な力が作用するときに、耐摩耗性を有し摩擦力の大き
い摩擦部材14bによってその剪断力が支持され、吸着盤1
5にはそれを引き剥がす力のみが働くようにされてい
る。
The wall suction unit 5 includes a support arm 14 and a suction plate 15 attached to the tip thereof. The suction plate 15 is attracted to the wall surface 4 by magnetic force or negative pressure, and as shown in FIG. 5, an elastic body such as rubber is provided by a cap-shaped supporting force generating member 14a provided at the tip of the arm 14. 16
Is supported through. A friction member 14b such as hard rubber is attached to the peripheral portion of the supporting force generating member 14a,
When the suction disk 15 is adsorbed on the wall surface 4 and a shearing force acts on the wall surface 4, the shearing force is supported by the friction member 14b having abrasion resistance and large frictional force.
Only the force that pulls it off acts on the 5.

一方、支持アーム14の基端側は、二股状の分岐アーム部
17a,17aを有するVアーム17の基端部に、ボールジョイ
ント18を介して回動自在に連結されている。その支持ア
ーム14とVアーム17との間にはコイルスプリング14sが
設けられており、外力が働かない限り、支持アーム14が
Vアーム17に対して一定の方向を向くようにされてい
る。そして、そのVアーム17が、ユニバーサルジョイン
ト19を介して脚フレーム10の先端に回動自在に支持され
ている。そのユニバーサルジョイント19は、Vアーム17
の基端部の軸線のまわり及びその軸線に直交する軸線の
まわりの2自由度回転を許容するもので、その回転中心
はボールジョイント18の回転中心に一致するようにされ
ている。
On the other hand, the base end side of the support arm 14 is a bifurcated branch arm portion.
A base end of a V-arm 17 having 17a, 17a is rotatably connected via a ball joint 18. A coil spring 14s is provided between the support arm 14 and the V arm 17 so that the support arm 14 faces a certain direction with respect to the V arm 17 unless an external force acts. The V arm 17 is rotatably supported by the tip of the leg frame 10 via a universal joint 19. The universal joint 19 is a V arm 17
It allows rotation in two degrees of freedom around the axis of the base end of the ball and around the axis orthogonal to the axis, and the center of rotation is made to coincide with the center of rotation of the ball joint 18.

こうして、壁面吸着ユニット5は、脚フレーム10に対し
て回動自在とされている。
Thus, the wall suction unit 5 is rotatable with respect to the leg frame 10.

Vアーム17の分岐アーム部17a,17aと先端には、平行保
持機構20,20の一端がそれぞれ連結されている。
One ends of the parallel holding mechanisms 20 and 20 are connected to the branch arm portions 17a and 17a of the V-arm 17 and the ends thereof, respectively.

第4図に示されているように、その平行保持機構20は、
可撓性チューブ状のアウタケーブル21と、そのアウタケ
ーブル21に挿通されるインナケーブル22とによって構成
されている。アウタケーブル21は、一端が脚フレーム10
のスプライン軸11の先端に固着され、胴体2の内部で湾
曲して、他端が胴体2の表面に固着されている。また、
インナケーブル22は、一端が支持ロッド12の先端部に固
着され、アウタケーブル21を貫通して、他端が壁面吸着
ユニット5のVアーム17の先端に固着されている。胴体
2の内部では、インナケーブル22が挿通されたアウタケ
ーブル21が自由に撓み得るようにされている。
As shown in FIG. 4, the parallel holding mechanism 20 is
It is composed of a flexible tube-shaped outer cable 21 and an inner cable 22 inserted into the outer cable 21. The outer cable 21 has a leg frame 10 at one end.
Is fixed to the tip of the spline shaft 11, curved inside the body 2, and the other end is fixed to the surface of the body 2. Also,
The inner cable 22 has one end fixed to the tip of the support rod 12, penetrates the outer cable 21, and the other end is fixed to the tip of the V arm 17 of the wall suction unit 5. Inside the body 2, the outer cable 21 in which the inner cable 22 is inserted can freely bend.

こうして、壁面吸着ユニット5は、異なる面内にそれぞ
れ配置される2組の平行保持機構20,20によって胴体2
に連結されている。
In this way, the wall suction unit 5 is provided with the two sets of parallel holding mechanisms 20 and 20 arranged in different planes, respectively, and thus the body 2
Are linked to.

次に、このように構成された脚機構3の作用について説
明する。
Next, the operation of the leg mechanism 3 thus configured will be described.

第6図は、この脚機構3の基本構造の原理を説明するた
めの説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the principle of the basic structure of the leg mechanism 3.

この図に示されているように、いま、支持ロッド12は原
点Oにおいてユニバーサルジョイントにより胴体2に連
結され、Z軸方向に延びているものとする。また、3本
の伸縮アクチュエータ61,62,63は、X軸上の点Q及びY
軸上の点R,Sにおいてそれぞれ胴体2に回動自在に連結
され、X−Z平面内の点A及びY−Z平面内の点B,Cに
おいてそれぞれ脚フレーム10に回動自在に連結されてい
るものとする。
As shown in this figure, it is assumed that the support rod 12 is connected to the body 2 by a universal joint at the origin O and extends in the Z-axis direction. Further, expansion actuators 6 1 of three, 6 2, 6 3, points on the X axis Q and Y
It is rotatably connected to the body 2 at points R and S on the axis, and rotatably connected to the leg frame 10 at points A in the XZ plane and points B and C in the YZ plane. It is assumed that

この状態で、アクチュエータ61を伸縮作動させてその長
さを変えると、残りのアクチュエータ62,63に拘束され
ている脚フレーム10は、それらのアクチュエータ62,63
を含む面とともにY軸のまわりに回転する。したがっ
て、その脚フレーム10に対する吸着盤15の取り付け点P
もY軸のまわりに回転する。また、アクチュエータ62,6
3の一方を伸長させるとともに他方を収縮させると、脚
フレーム10がX軸のまわりに回転し、点PもX軸のまわ
りに回転する。そして、3本のアクチュエータ61,62,63
を同時に伸縮させると、脚フレーム10が支持ロッド12の
軸線に沿って移動し、点PはZ軸方向に移動する。この
間において、脚フレーム10は支持ロッド12にスプライン
結合されているので、脚フレーム10の各腕を含む平面、
すなわち点A,B,Cを含む平面と支持ロッド12とがなす角
は常に一定に保たれる。したがって、点Pの3次元位置
は一義的に定められる。
In this state, when the actuator 6 1 is expanded / contracted and its length is changed, the leg frame 10 constrained by the remaining actuators 6 2 and 6 3 is moved to those actuators 6 2 and 6 3
Rotate around the Y-axis with the plane containing. Therefore, the attachment point P of the suction cup 15 to the leg frame 10
Also rotates around the Y axis. In addition, the actuator 6 2 , 6
When one of the 3 is extended and the other is contracted, the leg frame 10 rotates about the X axis and the point P also rotates about the X axis. And the three actuators 6 1 , 6 2 , 6 3
When the legs are simultaneously expanded and contracted, the leg frame 10 moves along the axis of the support rod 12, and the point P moves in the Z-axis direction. During this period, the leg frame 10 is splined to the support rod 12, so a plane including each arm of the leg frame 10,
That is, the angle formed by the support rod 12 and the plane including the points A, B, and C is always kept constant. Therefore, the three-dimensional position of the point P is uniquely determined.

この運動中に、脚フレーム10の各腕間にはモーメントが
生ずるが、そのモーメントはすべて支持ロッド12により
支持されるので、アクチュエータ61,62,63には曲げモー
メントは働かない。もしも3本のアクチュエータ61,62,
63を1点において脚フレーム10に回動自在に連結するこ
とができれば、そのような各腕間に生ずるモーメントは
ゼロにすることができるのであるが、そのような連結は
機構的に著しく困難である。そこで、生成される内部モ
ーメントが小さく抑えられるようにするために、脚フレ
ーム10の各腕の長さは、アクチュエータ61,62,63の端部
の連結部が機構的に干渉し合うことのない範囲内で、で
きるだけ短くされる。
During this movement, a moment is generated between the arms of the leg frame 10, but all the moment is supported by the support rod 12, so that no bending moment acts on the actuators 6 1 , 6 2 , 6 3 . If three actuators 6 1 , 6 2 ,
If 6 3 can be rotatably connected to the leg frame 10 at one point, the moment generated between each arm can be reduced to zero, but such connection is mechanically extremely difficult. Is. Therefore, in order to internal moment is suppressed to be generated, the length of each arm of the leg frame 10, the connecting portion of the end of the actuator 6 and 62, 6 3 mutually mechanically interfere Be as short as possible within the limit.

このように、この脚機構3においては、3本のアクチュ
エータ61,62,63によって3自由度が与えられるので、吸
着盤15を空間的に任意の位置に移動させることができ
る。そして、3本のアクチュエータ61,62,63は平行ない
しは小角度をなすように配置されているので、それらを
重力方向に向ければ、その脚機構3に加わる荷重はそれ
ら3本のアクチュエータ61,62,63によってほぼ均等に支
持されることになる。しかも、脚機構3に作用する曲げ
モーメントは、脚フレーム10から支持ロッド12に伝わり
原点Oにおいて胴体2により支持される。したがって、
各アクチュエータ61,62,63は軸線方向の荷重を負担すれ
ばよいことになり、低出力で軽量なものとすることがで
きる。
Thus, in this leg mechanism 3, since the three actuators 6 1, 6 2, 6 3 by 3 degrees of freedom is given, it is possible to move the suction cup 15 to spatially arbitrary position. Since the three actuators 6 1 , 6 2 and 6 3 are arranged in parallel or at a small angle, if they are oriented in the direction of gravity, the load applied to the leg mechanism 3 will be those three actuators. It is almost evenly supported by 6 1 , 6 2 and 6 3 . Moreover, the bending moment acting on the leg mechanism 3 is transmitted from the leg frame 10 to the support rod 12 and is supported by the body 2 at the origin O. Therefore,
Each actuator 6 1 , 6 2 , 6 3 has only to bear the load in the axial direction, and can have low output and light weight.

ところで、この脚機構3によれば、上述のように点Pの
3次元空間内での位置は決定されるのであるが、その脚
フレーム10の姿勢はその位置の変化に伴って変わってし
まう。そのために、このままでは、例えば脚フレーム10
がY−Z平面に対して傾くと、それまでY−Z平面に対
して一定方向に向けられていた吸着盤15が傾くことにな
り、通常の歩行運動の障害となってしまう。そこで、脚
フレーム10に取り付けられる吸着盤15の姿勢を胴体2の
姿勢と常に同一に保つ空間平行保持機構20が更に導入さ
れている。
By the way, according to the leg mechanism 3, the position of the point P in the three-dimensional space is determined as described above, but the posture of the leg frame 10 changes with the change of the position. Therefore, in this state, for example, the leg frame 10
Is inclined with respect to the YZ plane, the suction cup 15 that has been oriented in a constant direction with respect to the YZ plane is inclined, which is an obstacle to normal walking motion. Therefore, a space parallel holding mechanism 20 for always keeping the posture of the suction cup 15 attached to the leg frame 10 the same as the posture of the body 2 is introduced.

第7図は、その空間平行保持機構20の原理を説明するた
めの説明図である。
FIG. 7 is an explanatory view for explaining the principle of the space parallel holding mechanism 20.

この図に示されているように、いま、胴体2に点Oで支
持ロッド12が回動自在に支持され、その支持ロッド12に
スプライン結合された脚フレーム10に点Pで壁面吸着ユ
ニット5が回動自在に支持されているものとする。そし
て、支持ロッド12の先端のうち胴体2から離れた側の点
をKとし、脚フレーム10の胴体2寄りの点をLとする。
脚フレーム10は、図示されていない伸縮アクチュエータ
により胴体2との間の距離が変えられるようになってい
る。
As shown in this figure, the support rod 12 is rotatably supported on the body 2 at a point O, and the wall suction unit 5 is attached to the leg frame 10 splined to the support rod 12 at a point P. It shall be rotatably supported. The point on the side of the tip of the support rod 12 away from the body 2 is K, and the point of the leg frame 10 near the body 2 is L.
The leg frame 10 is configured so that the distance between the leg frame 10 and the body 2 can be changed by a telescopic actuator (not shown).

この状態で、例えば脚フレーム10を胴体2に近づけ、点
O,P間を収縮させたとすると、点K,L間の間隔は広がる。
逆に、点O,P間の間隔を広げると、点K,Lは互いに近づ
く。そして、O,P間の間隔の変化量と点K,L間の間隔の変
化量との和は常に一定である。
In this state, for example, bring the leg frame 10 close to the body 2 and
If O and P are contracted, the distance between points K and L will increase.
On the contrary, when the distance between the points O and P is widened, the points K and L come closer to each other. The sum of the amount of change in the interval between O and P and the amount of change in the interval between points K and L is always constant.

すなわち、 OP+KL=一定 となる。That is, OP + KL = constant.

そこで、点Lと胴体2上の点Mとの間にアウタケーブル
21を設け、そのアウタケーブル21を通して点Kと壁面吸
着ユニット5上の点Nとの間にインナケーブル22を張
る、なお、点O,M間の距離と点P,N間の距離とは等しくす
る。
Therefore, the outer cable is connected between the point L and the point M on the body 2.
The inner cable 22 is provided between the point K and the point N on the wall suction unit 5 through the outer cable 21, and the distance between the points O and M is equal to the distance between the points P and N. To do.

このようにすると、インナケーブル22の全長は一定であ
るから、アウタケーブル21から露出している部分の長さ
も一定で、 KL+MN=一定 となる。
By doing so, since the total length of the inner cable 22 is constant, the length of the portion exposed from the outer cable 21 is also constant, and KL + MN = constant.

したがって、当初OP=MNとしておけば、点O,P間の間隔
がどのように変化してもその関係が保たれる。そして、
OM=PNであるから、四角形OMNPは平行四辺形となる。そ
の結果、脚フレーム10が支持ロッド12とともに点Oのま
わりに回動し、また、支持ロッド12の軸線に沿って移動
したときにも、常に壁面吸着ユニット5は胴体2と平行
に保たれることになる。
Therefore, if OP = MN is set initially, the relationship is maintained no matter how the interval between the points O and P changes. And
Since OM = PN, the quadrangle OMNP is a parallelogram. As a result, even when the leg frame 10 pivots around the point O together with the support rod 12 and moves along the axis of the support rod 12, the wall surface suction unit 5 is always kept parallel to the body 2. It will be.

このように、この平行保持機構20は、2本のケーブル2
1,22によって構成されるので、極めて軽量で、占有スペ
ースも小さくてよく、かつスムーズな作動を得ることが
できる。インナケーブル22がたるむ恐れがある場合に
は、第7図に示されているようにインナケーブル22の固
定点Nとは反対側にスプリング23を取り付けるようにす
ればよい。また、このような平行保持機構20を一対、点
Pの両側に設けるようにしてもよい。
In this way, the parallel holding mechanism 20 is provided with the two cables 2
Since it is composed of 1,22, it is extremely lightweight, it occupies a small space, and can operate smoothly. If the inner cable 22 may sag, the spring 23 may be attached to the side opposite to the fixing point N of the inner cable 22 as shown in FIG. Further, a pair of such parallel holding mechanisms 20 may be provided on both sides of the point P.

第3図に示されているように、脚機構3の脚フレーム10
にユニバーサルジョイント19を介して取り付けられた壁
面吸着ユニット5のVアーム17は、このように構成され
た一対の平行保持機構20,20によって胴体2に連結され
ている。しかも、それらの平行保持機構20,20は異なる
面内に配置されている。したがって、脚フレーム10が3
次元運動するときにも、Vアーム17は胴体2の面に対し
て常に平行状態に保たれる。すなわち、脚フレーム10が
どのように傾いても、Vアーム17に対してボールジョイ
ント18及びスプリング14sにより常に同一方向を指向す
るように付勢された吸着盤15は、常に一定方向に面する
ことになる。その結果、平坦な壁面4を歩行するときに
は、吸着盤15が常にその壁面4に対向するようにするこ
とができ、スムーズな安定した歩行を行わせることが可
能となる。
As shown in FIG. 3, the leg frame 10 of the leg mechanism 3 is shown.
The V-arm 17 of the wall suction unit 5 attached to the main body 2 via the universal joint 19 is connected to the body 2 by the pair of parallel holding mechanisms 20 and 20 thus configured. Moreover, the parallel holding mechanisms 20 and 20 are arranged in different planes. Therefore, the leg frame 10 is 3
The V-arm 17 is always kept in parallel with the surface of the body 2 even when performing a dimensional movement. That is, no matter how the leg frame 10 tilts, the suction cup 15 urged by the ball joint 18 and the spring 14s to always point in the same direction with respect to the V-arm 17 always faces in a fixed direction. become. As a result, when walking on the flat wall surface 4, the suction cup 15 can be always opposed to the wall surface 4, and a smooth and stable walk can be performed.

なお、この場合、吸着盤15はボールジョイント18を介し
て取り付けられているので、壁面4に対してほぼ平行に
保たれればよく、平行保持機構20に厳密性を求める必要
はない。したがって、ケーブル21,22の固定点等に多少
の誤差があってもよい。
In this case, since the suction plate 15 is attached via the ball joint 18, it is sufficient that the suction plate 15 is kept substantially parallel to the wall surface 4, and the parallel holding mechanism 20 does not need to be strict. Therefore, the fixing points of the cables 21 and 22 may have some errors.

第1,2図に示されているように、このような脚機構3を
4組備えた歩行ロボット1が垂直壁面4を上昇するとき
には、胴体2をできるだけ壁面4に近づけて脚機構3,3
を上下に広げることにより、各脚機構3,3,…がほぼ重力
方向に配置される。したがって、各脚機構3を構成する
3本の伸縮アクチュエータ6もほぼ重力方向に配置され
ることになる。そして、クロール歩容あるいはトロット
歩容、ペース歩容で歩行する。
As shown in FIGS. 1 and 2, when the walking robot 1 having four sets of the leg mechanisms 3 ascends the vertical wall surface 4, the body 2 is moved as close to the wall surface 4 as possible.
The leg mechanisms 3, 3, ... Are arranged substantially in the direction of gravity by unfolding vertically. Therefore, the three telescopic actuators 6 forming each leg mechanism 3 are also arranged substantially in the direction of gravity. Then, walk with a crawl gait, a trot gait, or a paced gait.

クロール歩容の場合には、3組の脚機構3を壁面4に吸
着させた状態で残りの1組の脚機構3を復帰させ、その
脚機構3を壁面4に吸着させた後、他の一組の脚機構3
を復帰させるという手順を繰り返す。その場合、ロボッ
ト1の自重は、壁面4に吸着している3組の脚機構3に
よって支持される。そして、各脚機構3に加わる荷重
は、3本の伸縮アクチュエータ6によってほぼ均等に分
担される。したがって、ロボット1は常に合計9本のア
クチュエータ6によって駆動されることになり、個々の
アクチュエータ6の出力は小さくても、全体としては十
分な出力を得ることができる。こうして、出力/重量比
の高い駆動系となる。
In the case of a crawl gait, the remaining one set of leg mechanisms 3 is returned with the three sets of leg mechanisms 3 adsorbed on the wall surface 4, the leg mechanisms 3 are adsorbed on the wall surface 4, and then another One set of leg mechanism 3
Repeat the procedure of returning to. In that case, the self-weight of the robot 1 is supported by the three sets of leg mechanisms 3 attracted to the wall surface 4. The load applied to each leg mechanism 3 is evenly shared by the three telescopic actuators 6. Therefore, the robot 1 is always driven by a total of nine actuators 6, and even if the output of each actuator 6 is small, a sufficient output can be obtained as a whole. Thus, the drive system has a high output / weight ratio.

そして、そのように各脚機構3によって大きな出力が得
られるので、対角2組の脚機構3を同時に復帰させるト
ロット歩容あるいはペース歩容をとることも可能とな
る。その場合、復帰中の脚機構3においても前述のよう
に吸着盤15が壁面4に平行に保持され、壁面4にほとん
ど接する浮上状態で復帰させることができるので、効率
のよい歩行を行わせることができる。そして、そのよう
なトロット歩容あるいはペース歩容とすることにより、
より高速の移動が可能となる。
Since a large output is obtained by each leg mechanism 3 in this way, it is also possible to take a trot gait or a pace gait that simultaneously restores two diagonally paired leg mechanisms 3. In that case, the suction mechanism 15 can be held in parallel with the wall surface 4 as described above even in the leg mechanism 3 that is returning, and can be returned in a floating state where it is almost in contact with the wall surface 4, so that efficient walking can be performed. You can And by making such a trot gait or pace gait,
Higher speed movement is possible.

このような壁面歩行ロボット1によれば、第8図に示さ
れているように大きな突起4aのある垂直壁面4での移動
も可能となる。突起4aを乗り越えるときには、各脚機構
3を胴体2に対して大きく回動させ、胴体2を壁面4か
ら遠ざけるようにすればよい。このときには、脚機構3
は重力方向に対して大きな角度をなすことになるが、こ
のような状態での歩行には高速性は求められないので、
あえて各アクチュエータ6の出力を上げる必要はない。
According to such a wall-walking robot 1, it is possible to move on the vertical wall surface 4 having the large protrusion 4a as shown in FIG. When overcoming the protrusion 4a, each leg mechanism 3 may be pivoted with respect to the body 2 to move the body 2 away from the wall surface 4. At this time, the leg mechanism 3
Will make a large angle to the direction of gravity, but walking in such a state does not require high speed, so
It is not necessary to increase the output of each actuator 6 on purpose.

また、第9図に示されているように、垂直壁面4から天
井4bへの移動も可能となる。その場合には、同図(A)
に示されているように胴体2を壁面4からやや離し、上
方1組の脚機構3を天井4bに吸着させた後、同図(B)
に示されているように胴体2を傾けながら、他の上方1
組の脚機構3を天井4bに吸着させる。そして、同図
(C)に示されているように残り2組の脚機構3を順に
天井4bに吸着させる。それによって、ロボット1は垂直
壁面4から天井4bに完全に移行することになる。天井4b
では、ロボット1は、各脚機構3が重力方向となるよう
に、胴体2を天井4bから遠く離した状態で歩行する。
Further, as shown in FIG. 9, it is possible to move from the vertical wall surface 4 to the ceiling 4b. In that case, the same figure (A)
After the body 2 is slightly separated from the wall surface 4 as shown in Fig. 1 and the upper pair of leg mechanisms 3 are attached to the ceiling 4b, the same figure (B).
While tilting the fuselage 2 as shown in
The pair of leg mechanisms 3 is attached to the ceiling 4b. Then, as shown in FIG. 3C, the remaining two sets of leg mechanisms 3 are sequentially attracted to the ceiling 4b. Thereby, the robot 1 is completely moved from the vertical wall surface 4 to the ceiling 4b. Ceiling 4b
Then, the robot 1 walks in a state in which the body 2 is far away from the ceiling 4b so that the leg mechanisms 3 are oriented in the direction of gravity.

第9図(A)のような操作時において、吸着ユニット5
の吸着盤15は壁面4にほぼ平行に保持されているので、
脚機構3を天井4bに吸着させるとき、その吸着盤15が天
井4bに対して大きな角度をなすことになるが、その吸着
盤15はスプリング14sによって付勢されているのみで、
ボールジョイント18によって回動自在に支持されている
ので、天井4bへの接近方向を調整したり、胴体2を傾け
たりすることによって、大きな角度をなす天井4b面にも
確実に吸着させることができる。
During the operation shown in FIG. 9 (A), the suction unit 5
Since the suction plate 15 of is held almost parallel to the wall surface 4,
When the leg mechanism 3 is attracted to the ceiling 4b, the suction plate 15 makes a large angle with respect to the ceiling 4b, but the suction plate 15 is only biased by the spring 14s.
Since it is rotatably supported by the ball joint 18, by adjusting the approaching direction to the ceiling 4b or tilting the body 2, it is possible to surely attract the surface to the ceiling 4b that makes a large angle. .

同様にして、第10図に示されているように、ビルのコー
ナー部のような直交する壁面4c,4dを横切っての移動も
可能となる。
Similarly, as shown in FIG. 10, it is also possible to move across orthogonal wall surfaces 4c, 4d such as the corners of a building.

なお、上記実施例においては、脚フレーム10にスプライ
ン軸11が一体に設けられ、そのスプライン軸11に支持ロ
ッド12が嵌合されるものとしているが、支持ロッド12を
スプライン軸とし、それに脚フレーム10をスプライン嵌
合させるようにしてもよい。更に、これら脚フレーム10
と支持ロッド12とを、ガイドレール及びローラ等からな
る簡単なスライド機構によって支持させるようにするこ
ともできる。
In the above embodiment, the spline shaft 11 is integrally provided on the leg frame 10, and the support rod 12 is fitted to the spline shaft 11. However, the support rod 12 is the spline shaft and the leg frame The 10 may be spline-fitted. In addition, these leg frames 10
The support rod 12 and the support rod 12 can be supported by a simple slide mechanism including a guide rail and rollers.

ロボット1に取り付けられる脚機構3は、2組以上であ
れば何組であってもよい。対環境適応性の点からは脚数
は多いほどよい。しかしながら、機構の単純化のために
は脚数は少ない方がよい。したがって、その脚数はロボ
ット1に求められる機能に応じて決定される。
The number of leg mechanisms 3 attached to the robot 1 may be any number as long as it is two or more. From the viewpoint of adaptability to the environment, the larger the number of legs, the better. However, the number of legs should be small in order to simplify the mechanism. Therefore, the number of legs is determined according to the function required of the robot 1.

また、本発明による3次元運動機構は、重力方向に対し
ては3本の伸縮アクチュエータによって強い支持力を発
生させることでき、しかも水平方向に対する運動の自由
度をも有するものであり、更に、平行保持機構を設ける
ことによって常に基体と平行に保つことができるという
ものであるから、上記実施例のような壁面歩行ロボット
1の脚機構3のほかにも種々のものに応用することがで
きる。
In addition, the three-dimensional motion mechanism according to the present invention can generate a strong supporting force in the direction of gravity by means of the three expansion and contraction actuators, and also has the freedom of movement in the horizontal direction. By providing a holding mechanism, the holding mechanism can be kept parallel to the base body at all times, and therefore, the present invention can be applied to various things other than the leg mechanism 3 of the wall-walking robot 1 as in the above embodiment.

第11図は、天井から吊るした形式のマニピュレータに適
用した実施例を示すものである。
FIG. 11 shows an embodiment applied to a manipulator of the type suspended from the ceiling.

このマニピュレータ30の腕機構31は、上記実施例の脚機
構3と同様に構成されている。すなわち、並列状に配置
される3本の伸縮アクチュエータ32と1本の支持ロッド
33とを備えている。それらのアクチュエータ32及び支持
ロッド33の基端は、基体である天井34に回動自在に連結
されている。また、支持ロッド33には自由端フレーム35
が摺動自在に支持されており、その自由端フレーム35に
アクチュエータ32の先端が回動自在に連結されている。
そして、その自由端フレーム35に、効果器ユニットであ
るグリッパ36が回動自在に支持され、平行保持機構37に
よって常に天井34と平行、すなわち水平に保たれるよう
にされている。
The arm mechanism 31 of the manipulator 30 is configured similarly to the leg mechanism 3 of the above-described embodiment. That is, three telescopic actuators 32 and one support rod arranged in parallel.
It has 33 and. The base ends of the actuator 32 and the support rod 33 are rotatably connected to a ceiling 34 that is a base. The support rod 33 also has a free end frame 35.
Is slidably supported, and the tip of the actuator 32 is rotatably connected to the free end frame 35.
A gripper 36, which is an effector unit, is rotatably supported by the free end frame 35, and is kept parallel to the ceiling 34 by the parallel holding mechanism 37, that is, horizontal.

このように構成されたマニピュレータ30においては、グ
リッパ36の指が常に下方を向くので、支持台上などに載
置された物体38を確実に把持することができる。そし
て、その荷重は3本のアクチュエータ32に分散されて支
持されるので、強力な支持力を得ることができる。ま
た、その腕機構31を3次元空間内で運動させることがで
きるので、物体38を任意の位置に移動させることができ
る。物体38の水平面内での向きを変えることなどが求め
られる場合には、グリッパ36に上下方向軸線まわりの回
転の自由度を与えておけばよい。
In the manipulator 30 configured in this way, since the finger of the gripper 36 always faces downward, the object 38 placed on the support base or the like can be reliably gripped. Since the load is dispersed and supported by the three actuators 32, a strong supporting force can be obtained. Further, since the arm mechanism 31 can be moved in the three-dimensional space, the object 38 can be moved to an arbitrary position. When it is required to change the direction of the object 38 in the horizontal plane, the gripper 36 may be given a degree of freedom of rotation about the vertical axis.

また、第12図は、本発明による3次元運動機構を適用し
た搬送装置の実施例を示すものである。
In addition, FIG. 12 shows an embodiment of a carrying device to which the three-dimensional movement mechanism according to the present invention is applied.

この搬送装置40においては、その支持脚41に、上記実施
例の脚機構3あるいは腕機構31と同様な機構が用いられ
ている。その支持脚41は基体である床42に回動自在に支
持され、その上端に、効果器ユニットである支持台43が
取り付けられている。その支持台43は、平行保持機構44
によって床42と平行に保持されている。
In the carrier device 40, the supporting legs 41 are the same as the leg mechanism 3 or the arm mechanism 31 of the above-described embodiment. The support leg 41 is rotatably supported on a floor 42 which is a base body, and a support base 43 which is an effector unit is attached to the upper end of the support leg 41. The support 43 has a parallel holding mechanism 44.
It is held parallel to the floor 42 by.

このような搬送装置40によれば、支持台43上に載置され
る物体45の荷重は、重力方向に沿って配置される3本の
伸縮アクチュエータにより分散して支持される。したが
って、各アクチュエータの出力は小さくても、重い物体
45を支持することができる。そして、そのアクチュエー
タを伸縮させることにより、水平状態を保ったまま支持
台43を3次元空間内で移動させることができる。こうし
て、重い物体45を3次元的に搬送することのできる搬送
装置40となる。
According to such a transport device 40, the load of the object 45 placed on the support table 43 is dispersed and supported by the three expansion / contraction actuators arranged along the direction of gravity. Therefore, even if the output of each actuator is small,
Can support 45. Then, by expanding and contracting the actuator, the support base 43 can be moved in the three-dimensional space while maintaining the horizontal state. Thus, the transport device 40 capable of transporting the heavy object 45 three-dimensionally is obtained.

本発明は、このほか、位置の決定が重要で姿勢の決定は
あまり重要とされないようなときには、スチュアートプ
ラットホーム等にも採用することができる。
The present invention can also be applied to a Stuart platform or the like when position determination is important and posture determination is not so important.

(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、互い
に平行ないしは小角度をなすように配置される3本の伸
縮アクチュエータによって3自由度を与えるようにして
いるので、通常の作動時には各アクチュエータがほぼ重
力方向となるように配置することにより、個々のアクチ
ュエータの出力は小さくても、全体としては大きな出力
を得ることができる。そして、それらのアクチュエータ
に支持される自由端フレームを、基体にユニバーサルジ
ョイントを介して連結される支持ロッドに摺動自在に嵌
合し、その支持ロッドに対する回転は規制されるように
しているので、自由端フレームに取り付けられる効果器
ユニットの3次元位置が一義的に決定されるばかりでな
く、3次元運動機構に作用するモーメントがその支持ロ
ッドによって支持されるようになる。したがって、各ア
クチュエータは軸線方向の荷重のみを分担すればよいこ
とになり、そのアクチュエータを軽量小形化することが
可能となる。
(Effect of the Invention) As is clear from the above description, according to the present invention, three degrees of freedom are provided by three telescopic actuators arranged in parallel or at a small angle, By arranging each of the actuators so that the direction of gravitational force is substantially present during the operation of, the large output can be obtained as a whole even if the output of each actuator is small. Then, the free end frame supported by those actuators is slidably fitted to the support rod connected to the base body through the universal joint, and the rotation with respect to the support rod is restricted. Not only the three-dimensional position of the effector unit attached to the free end frame is uniquely determined, but also the moment acting on the three-dimensional movement mechanism is supported by the supporting rod. Therefore, each actuator only needs to share the load in the axial direction, and the actuator can be reduced in weight and size.

こうして、出力/重量比の高い3次元運動機構を得るこ
とができる。
In this way, a three-dimensional motion mechanism having a high output / weight ratio can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明による3次元運動機構を脚機構として
用いた壁面歩行ロボットの一実施例を、垂直壁面を上昇
するときの状態で示す概略正面図、 第2図は、その側面図、 第3図は、そのロボットの脚機構を示す斜視図、 第4図は、その脚機構の縦断側面図、 第5図は、その脚機構の壁面吸着ユニット部分を示す拡
大縦断側面図、 第6図は、その脚機構の基本構造を示す説明図、 第7図は、その脚機構に用いられている平行保持機構の
原理を示す説明図、 第8図は、第1,2図の壁面歩行ロボットが、大きな突起
のある垂直壁面を上昇するときの状態を示す概略側面
図、 第9図は、そのロボットが垂直壁面から天井へと移動す
るときの状態を示す概略側面図、 第10図は、そのロボットがビルのコーナー部などを横切
って移動するときの状態を示す概略平面図、 第11図は、本発明による3次元運動機構をマニピュレー
タに適用した実施例を示す概略側面図、 第12図は、本発明による3次元運動機構を搬送装置に適
用した実施例を示す概略側面図である。 1……壁面歩行ロボット、2……胴体(基体) 3……脚機構(3次元運動機構)、4……壁面 5……壁面吸着ユニット(効果器ユニット) 6……伸縮アクチュエータ 8,9……ボールジョイント 10……脚フレーム(自由端フレーム) 11……スプライン軸、12……支持ロッド 13……ユニバーサルジョイント 14……支持アーム、15……吸着盤 17……Vアーム、18……ボールジョイント 19……ユニバーサルジョイント 20……平行保持機構 21……アウタケーブル 22……インナケーブル 30……マニピュレータ 31……腕機構(3次元運動機構) 32……伸縮アクチュエータ 33……支持ロッド、34……天井(基体) 35……自由端フレーム 36……グリッパ(効果器ユニット) 37……平行保持機構 40……搬送装置 41……支持脚(3次元運動機構) 42……床(基体) 43……支持台(効果器ユニット) 44……平行保持機構
FIG. 1 is a schematic front view showing an embodiment of a wall-walking robot using a three-dimensional motion mechanism according to the present invention as a leg mechanism in a state in which a vertical wall surface is elevated, and FIG. 2 is a side view thereof. FIG. 3 is a perspective view showing a leg mechanism of the robot, FIG. 4 is a vertical side view of the leg mechanism, and FIG. 5 is an enlarged vertical side view showing a wall suction unit portion of the leg mechanism. The figure is an explanatory view showing the basic structure of the leg mechanism, Fig. 7 is an explanatory view showing the principle of the parallel holding mechanism used in the leg mechanism, and Fig. 8 is the wall walking of Figs. FIG. 9 is a schematic side view showing a state in which the robot moves up a vertical wall surface having a large protrusion. FIG. 9 is a schematic side view showing a state in which the robot moves from the vertical wall surface to the ceiling. The state when the robot moves across a corner of a building 11 is a schematic side view showing an embodiment in which the three-dimensional movement mechanism according to the present invention is applied to a manipulator, and FIG. 12 is an embodiment in which the three-dimensional movement mechanism according to the present invention is applied to a conveying device. It is a schematic side view which shows. 1 ... Wall walking robot, 2 ... Body (base) 3 ... Leg mechanism (three-dimensional motion mechanism), 4 ... Wall surface 5 ... Wall surface adsorption unit (effector unit) 6 ... Telescopic actuator 8,9 ... … Ball joint 10 …… Leg frame (free end frame) 11 …… Spline shaft, 12 …… Support rod 13 …… Universal joint 14 …… Support arm, 15 …… Suction plate 17 …… V arm, 18 …… Ball Joint 19 …… Universal joint 20 …… Parallel holding mechanism 21 …… Outer cable 22 …… Inner cable 30 …… Manipulator 31 …… Arm mechanism (three-dimensional motion mechanism) 32 …… Extension actuator 33 …… Support rod, 34… … Ceiling (base) 35 …… Free end frame 36 …… Gripper (effector unit) 37 …… Parallel holding mechanism 40 …… Conveyor 41 …… Support legs (three-dimensional motion mechanism) 42 …… Floor (base) 43 … Support stand (effector unit) 44 ...... parallel holding mechanism

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基端がユニバーサルジョイントを介して基
体に連結される支持ロッドと、 その支持ロッドに嵌合され、その軸線のまわりの回転は
不能であるが、軸線方向には摺動自在に支持される自由
端フレームと、 基端が前記基体の一直線上にない3点にそれぞれ回動自
在に連結されるとともに、先端が前記自由端フレームの
一直線上にない3点にそれぞれ回動自在に連結され、互
いに平行ないしは小角度をなすように配置される3本の
伸縮アクチュエータとを備え、 前記自由端フレームに効果器ユニットが取り付けられて
いる、 3次元運動機構。
1. A support rod having a base end connected to a base body through a universal joint, and a support rod fitted to the support rod so as not to rotate about its axis but slidable in the axial direction. The supported free-end frame is rotatably connected to the base at three points which are not on the straight line of the base body, and the tip is freely rotatable at the three points which are not on the straight line of the free-end frame. A three-dimensional motion mechanism, comprising: three telescopic actuators connected to each other and arranged in parallel or at a small angle to each other, wherein an effector unit is attached to the free end frame.
【請求項2】前記効果器ユニットが前記自由端フレーム
に対して回動自在に取り付けられるとともに、 その効果器ユニットが、異なる面内にそれぞれ配置され
る2組の平行保持機構を介して前記基体に連結されてお
り、 その平行保持機構が、一端が前記自由端フレームの前記
基体寄りの点に固定されるとともに他端が前記基体に固
定される撓み自在のアウタケーブルと、そのアウタケー
ブルに挿通され、一端が前記支持ロッドの前記基体から
離れた点に固定されるとともに他端が前記効果器ユニッ
トに固定されるインナケーブルとによって構成されてい
ることを特徴とする、 請求項1記載の3次元運動機構。
2. The effector unit is rotatably attached to the free end frame, and the effector unit is provided on the base body via two sets of parallel holding mechanisms respectively arranged in different planes. The parallel holding mechanism has a flexible outer cable whose one end is fixed to a point of the free end frame near the base body and the other end is fixed to the base body, and is inserted into the outer cable. 3. An inner cable, one end of which is fixed to a point of the support rod separated from the base body, and the other end of which is fixed to the effector unit. Dimensional movement mechanism.
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